八、MySQL索引

  索引用于快速找出在某个列中有一特定值的列。不使用索引,MySQL必须从第一条记录开始读完整个表,直到找出相关的行。表越大,查询数据所花费的时间越多。如果表中查询的列有一个索引,MySQL能快速到达某个位置去搜寻数据文件,而不必查看所有数据。

一、索引简介

  索引是对数据表中一列或多列的值进行排序的一种结构,使用索引可提高数据库中特定数据的查询速度。

1.1 索引的含义和特点

  索引是一个单独的、存储在磁盘上的数据库结构,它们包含着对数据表里所有记录的引用指针。使用索引用于快速找出某个或多个列中有一特定值的行,所有MySQL列类型都可以被索引,对相关列使用索引是提高查询操作速度的最佳途径。

  例如:数据库中有两万条记录,现在要执行这样一个查询:SELECT * FROM table WHERE num=10000。如果没有索引,必须遍历整个表,直到num=10000这一行被找到为止;如果在num列上创建索引,MySQL不需要任何扫描,直接在索引里面找10000,就可以得知这一行的位置。可见,索引的建立可以提高数据库的查询速度。

  索引是在存储引擎中实现的,因此,每种存储引擎的索引都不一定相同,并且每种存储引擎也不一定支持所有索引类型。根据存储引擎定义每个表的最大索引数和最大索引长度。所有存储引擎支持每个表最少16个索引,总索引长度至少为256字节。大多数存储引擎有更高的限制。MySQL中索引的存储类型有两种:BTREE和HASH,具体和表的存储引擎相关;MyISAM和InnoDB存储引擎只支持BTREE索引;MEMORY/HEAP存储引擎可以支持HASH和BTREE索引。

  索引的优点主要有以下几条:

  (1)通过创建唯一索引,可以保证数据库表中每一行数据的唯一性。

  (2)可以大大加快数据的查询速度,这也是创建索引的最主要的原因。

  (3)在实现数据的参考完整性方面,可以加速表和表之间的连接。

  (4)在使用分组和排序子句进行数据查询时,也可以显著减少查询中分组和排序的时间。

  增加索引也有许多不利,主要表现在以下几个方面:

  (1)创建索引和维护索引要耗费时间,并且随着数据量的增加所耗费的时间也会增加。

  (2)索引需要占磁盘空间,除了数据表占数据空间外,每一个索引还要占一定的物理空间,如果有大量的索引,索引文件可能比数据文件更快达到最大文件尺寸。

  (3)当对表中数据进行增加、删除和修改的时候,索引也要动态的维护,这样就降低了数据的维护速度。

1.2 索引的分类

  MySQL的索引可以分为以下几类:

1.2.1 普通索引和唯一索引

  普通索引是MySQL中的基本索引类型,允许在定义索引的列中插入重复值和空值。

  唯一索引,索引列的值必须唯一,但允许有空值。如果是组合索引,则列值的组合必须唯一。主键索引是一种特殊的唯一索引,不允许有空值。

1.2.2 单列索引和组合索引

  单列索引即一个索引只包含单个列,一个表可以有多个单列索引。

  组合索引指在表的多个字段组合上创建的索引,只有在查询条件中使用了这些字段的左边字段时,索引才会被使用。使用组合索引时遵循最左前缀集合。

1.2.3 全文索引

  全文索引类型为FULLTEXT,在定义索引的列上支持值的全文查找,允许在这些索引列中插入重复值和空值。全文索引可以在CHAR,VARCHAR或者TEXT类型的列上创建。MySQL中只有MyISAM存储引擎支持全文索引。

1.2.4 空间索引

  空间索引是对空间数据类型的字段建立的索引,MySQL中的空间数据类型有4种,分别是:GEOMETRY、POINT、LINESTRING和POLYGON。MySQL使用SPATIAL关键字进行扩展,使得能够用于创建正规索引类似的语法创建空间索引。创建空间索引的列,必须将其声明为NOT NULL,空间索引只能在存储引擎为MyISAM的表中创建。

1.3 索引的设计原则

  索引设计不合理或缺少索引都会对数据和应用程序的性能造成障碍。高效的索引对于获得良好的性能非常重要。设计索引时,应该考虑以下准则:

  (1)索引并非越多越好,一个表中如果有大量的索引,不仅占用磁盘空间,而且会影响INSERT、UPDATE、DELETE等语句的性能,因为当表中的数据更改的同时,索引也会进行调整和更新。

  (2)避免对经常更新的表进行过多的索引,并且索引的列尽可能的少。而对经常用于查询的字段应该创建索引,但要避免添加不必要的字段。

  (3)数据量小的表最好不要使用索引,由于数据较少,查询花费的时间可能比遍历索引的时间还要短,索引可能不会产生优化效果。

  (4)在条件表达式中经常用到的不同值较多的列上建立索引,在不同值很少的列上不要建立索引。比如在学生表的“性别”字段上只有“男”和“女”两个不同值,因此就无需建立索引。建立索引不到不会提高查询效率,反而会严重降低数据的更新速度。

  (5)当唯一性是某种数据本身的特征时,指定唯一索引。使用唯一索引需能确保定义列的数据完整性,以提高查询速度。

  (6)在频繁进行排序或分组(即进行group by或order by操作)的列上建立索引,如果待排序的列有多个,可以在这些列上建立组合索引。

二、创建索引

  MySQL支持多种方法在单个或多个列上创建索引:在创建表的定义语句CREATE TABLE中指定索引列,使用ALTER TABLE语句在存在的表上创建索引,或者使用CREATE INDEX语句在已存在的表上添加索引。

2.1 创建表的时候创建索引

  使用CREATE TABLE创建表时,除了可以定义列的数据类型,还可以定义主键约束、外键约束或者唯一性约束,而不论创建哪一种约束,在定义约束的同时相当于在指定列上创建了一个索引。创建表时创建索引的基本语法格式如下:

CREATE TABLE 表名([字段名 字段类型]) [UNIQUE|FULLTEXT|SPATIAL] [INDEX|KEY] [index_name] (col_name[length]) [ASC|DESC]

  UNIQUE、FULLTEXT和SPATIAL为可选参数,分别表示唯一索引,全文索引和空间索引;INDEX和KEY为同义词,两者作用相同,用来指定创建索引;col_name为创建索引的字段列,该列必须从数据表中定义的多个列中选择;index_name指定索引的名称,为可选参数,如果不指定,MySQL默认col_name为索引名;length为可选参数,表示索引的长度,只有字符串类型的字段才能指定索引长度;ASC或DESC指定升序或者降序的索引值存储。

2.1.1 创建普通索引

  最基本的索引类型,没有唯一性之类的限制,其作用是加快对数据的访问速度。

2.1.2 创建唯一索引

  创建唯一索引的主要原因是减少查询索引列操作的时间,尤其是对比较庞大的数据表。它与前面的普通索引类似,不同的就是:索引列的值必须唯一,但允许有空值。如果是组合索引,则列值的组合必须唯一。

2.1.3 创建单列索引

  单列索引是在数据表中的某一字段上创建的索引,一个表中可以创建多个单列索引。

2.1.4 创建组合索引

  组合索引是在多个字段上创建一个索引。

2.1.5 创建全文索引

  FULLTEXT(全文索引)可以用于全文搜索。只有MyISAM存储引擎支持FULLTEXT索引,并且只为CHAR、VARCHAR和TEXT列创建索引。索引总是对整个列进行,不支持局部(前缀)索引。

2.1.6 创建空间索引

  空间索引必须在MyISAM存储引擎的表中创建,且空间类型的字段必须为非空。

2.2 在已经存在的表上创建索引

  在已经存在的表中创建索引,可以使用ALTER TABLE语句或者CREATE INDEX语句。

2.2.1 使用ALTER TABLE语句创建索引

  ALTER TABLE创建索引的基本语法如下:

ALTER TABLE 表名 ADD [UNIQUE|FULLTEXT|SPATIAL] [INDEX|KEY] [index_name] (col_name[length],...) [ASC|DESC]

  与创建表时创建索引的语法不同的是,在这里使用了ALTER TABLE和ADD关键字,ADD表示向表中添加索引。

2.2.1 使用CREATE INDEX创建索引

  CREATE INDEX语句可以在已经存在的表上添加索引,MySQL中CREATE INDEX被映射到一个ALTER TABLE语句上,基本语法结构为:

CREATE [UNIQUE|FULLTEXT|SPATIAL] INDEX index_name ON table_name (col_name[length],...) [ASC|DESC]

  可以看到CREATE INDEX语句和ALTER TABLE语句的语法基本一样,只是关键字不同。

三、删除索引

  MySQL中删除索引使用ALTER TABLE或者DROP INDEX语句,两者可实现相同的功能,DROP INDEX语句在内部被映射到一个ALTER TABLE语句中。

3.1 使用ALTER TABLE删除索引

  ALTER TABLE删除索引的基本语法格式如下:

ALTER TABLE 表名 DROP INDEX index_name

  提示:添加AUTO_INCREMENT约束字段的唯一索引不能被删除。

3.2 使用DROP INDEX语句删除索引

  DROP INDEX删除索引的基本语法格式如下:

DROP INDEX index_name ON 表名

  提示:删除表中的列时,如果要删除的列为索引的组成部分,则该列也会从索引中删除。如果组成索引的所有列都被删除,则整个索引将被删除。

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